燈光，可以照亮黑暗、傳遞溫暖。但你知道嗎？它其實也能讓你通達互聯(lián)網(wǎng)，甚至擁有“GPS衛(wèi)星”的功能……

1月4日，大河報記者獲悉，由信息工程大學牽頭承擔的國家863計劃項目以及鄭州市重大專項“可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”取得重大突破。一舉將可見光實時通信速率提高至50Gbps，是當前公開報道的國際最高水平的5倍，相當于0.2秒即可下載完成一部高清電影。

只需一盞LED燈，就能實現(xiàn)高速上網(wǎng)，這一技術(shù)究竟如何實現(xiàn)？本次突破，是否意味“光互聯(lián)”即將進入尋常百姓家呢？

【突破】可見光實時通信速率提高至50Gbps是國際最高水平的5倍

“可見光通信技術(shù)，通俗地說，就是在有燈光的地方就可以實現(xiàn)通信、監(jiān)控、定位。”信息工程大學可見光通信實驗室常務副主任張劍教授介紹說，它的“秘密”在于LED燈燈泡，跟普通日光燈、白熾燈不同，LED燈可快速明滅，閃動頻率極高，從而能承擔發(fā)送信息任務。

近年來，無線通信業(yè)務與應用的海量需求，促使射頻識別、藍牙、超寬帶、WiFi等新的無線通信技術(shù)層出不窮，加劇了無線電頻譜資源的供求矛盾。而作為一種全新的無線通信技術(shù)，可見光通信在世界范圍內(nèi)頗受重視。

2011年年初，在我國信息領域著名專家、中國工程院院士鄔江興的推動下，信息工程大學可見光通信實驗室正式掛牌成立，并開始承擔國家863計劃“可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”項目。

幾年來，實驗室在基礎研究領域達到國際領先水平——

2014年11月，實驗室研發(fā)的煤礦井下可見光通信與定位系統(tǒng)，在平頂山平煤神馬集團的巷道安裝測試成功，這是可見光通信技術(shù)第一次進入煤礦井下的應用示范。如今，項目研究再次取得重大突破，將可見光實時通信速率提高至50Gbps，是當前公開報道的國際最高水平的5倍，相關(guān)成果已經(jīng)通過國家工業(yè)與信息化部電信傳輸研究所測試認證。

【價值】無線通信“光互聯(lián)”一個嶄新的資源被激活

在張劍看來，可見光通信蘊含巨大通信容量，激活了一個嶄新的頻譜資源，這是該技術(shù)最大的價值所在。“根據(jù)推算，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)量會超越現(xiàn)有無線頻率資源承受能力，而可見光頻段介于400THz-800THz之間，是在用無線電頻譜的近1萬倍，蘊含著巨大通信容量，且無需授權(quán)。”

據(jù)實驗室主任于宏毅教授介紹，目前，全球大約擁有440億盞燈具構(gòu)成的照明網(wǎng)絡，數(shù)百億的LED照明設備與其他設備融合將構(gòu)筑一個巨大的可見光通信網(wǎng)。“可以設想一下，未來如果實現(xiàn)大規(guī)?？梢姽馔ㄐ诺脑挘勘K燈都可以當做一個高速網(wǎng)絡熱點。人們在路燈下就能下載電影，在飛機、高鐵上借助LED光源就能實現(xiàn)高速上網(wǎng)……”實驗室汪濤博士在受訪時說。

此外，可見光通信頻段避開了常用無線電頻段，不存在與現(xiàn)有電子設備相互間的電磁干擾問題，與現(xiàn)有電子設備兼容性良好，在航空、醫(yī)療和礦井等對射頻電磁輻射敏感及有嚴格限制的領域，可見光通信的無電磁輻射特性則可使其大顯身手。

【優(yōu)勢】綠色安全無輻射

對于習慣了光纖上網(wǎng)、無線WIFI的大眾來說，可見光通信似乎還是個新生事物。兩者相比，可見光通信究竟會有哪些優(yōu)勢？

“可見光通信技術(shù)的應用范圍，是超出想象的。”張劍說，無論是在飛機上，還是在礦井下，只要有燈光便可以進行通信；每盞路燈都可成為一個路由器；汽車通過頭燈和尾燈，彼此之間交換信息……

首先，跟傳統(tǒng)無線電通信相比，可見光通信的調(diào)制帶寬、安全性和私密性極高，無電磁干擾和輻射，也無需頻段許可授權(quán)，借助LED燈就可低成本實現(xiàn)高寬帶高速率無線通信，是典型的綠色通信技術(shù)。

同時，由于可見光具有定向輻射、快速衰減的特點，可以將其覆蓋范圍控制在有限范圍內(nèi)，從而大大降低了無線信號泄露的概率，通信安全性可以得到保證，從房間外進行信號竊取和干擾非常困難。

“基于上述優(yōu)勢，這一技術(shù)可廣泛用于導航定位、安全通信與支付、智能交通管控、超市導購、隱式廣告等新興領域。”張劍說。昨天，記者在信息工程大學看到，該技術(shù)應用于導航定位、影視廣告等領域的研發(fā)產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)完成。

【規(guī)劃】鄭州金水區(qū)10萬戶居民今年有望用臺燈上網(wǎng)學習、娛樂

那么，可見光通信技術(shù)究竟啥時候能進入尋常百姓家呢？

據(jù)實驗室朱義君副教授介紹，我省高度重視可見光通信技術(shù)研究，基于該技術(shù)的環(huán)保特點，今年鄭州市政府計劃投資2000萬元，重點在金水區(qū)打造一個應用示范項目。建立綠色智慧信息網(wǎng)絡，覆蓋金水區(qū)大約10萬戶居民。“讓可見光通信技術(shù)真正進入居民家中，讓家長、孩子在LED臺燈下就能上網(wǎng)學習、娛樂。”

另外，可見光通信模塊將來有望設置到手機內(nèi)，讓手機能隨時隨地聯(lián)系可見光網(wǎng)絡。

【釋疑】可見光通信不僅僅是“Li-Fi”

據(jù)了解，1998年香港大學首先提出室外可見光通信概念，并于1999年實現(xiàn)了首個可見光通信系統(tǒng)。此后，日本、美國等國政府及研究機構(gòu)開始出重金研發(fā)。2011年，愛丁堡大學哈斯教授提出Li-Fi概念，讓可見光通信以一種全新理念進入全世界視野……

“而自打該理念提出之后，不少人總把可見光通信簡單地理解為‘Li-Fi’。”張劍告訴記者。

據(jù)了解，“Li-Fi”是“可見光無線通信”的英文縮寫，是利用快速的光脈沖無線傳輸信息。它是運用已鋪設好的設備(無處不在的LED燈)，通過在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于AP(WiFi熱點)的設備，使終端隨時能接入網(wǎng)絡。該技術(shù)通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數(shù)據(jù)傳輸，只要在室內(nèi)開啟電燈，無需WiFi也便可接入互聯(lián)網(wǎng)。

“‘Li-Fi’是基于可見光通信技術(shù)的無線應用，不能等同于可見光通信?，F(xiàn)在有很多人將兩者簡單地畫等號，這是不太準確的。”張劍說，可見光通信技術(shù)使幾乎無處不在的照明設備搖身一變，具備了“無線路由器”、“通信基站”、“網(wǎng)絡接入點”甚至“GPS衛(wèi)星”的功能。